Ấn tượng của một nghệ sĩ về ngoại hành tinh CoRoT-7b. Công nghệ hiện đại đã cho phép chúng ta khám phá các hành tinh mới quay quanh các ngôi sao khác. Quỹ đạo này cực kỳ gần với ngôi sao của chính nó, đưa ra ý tưởng về việc Vulcan có thể trông như thế nào nếu nó tồn tại. Tín dụng hình ảnh: ESO/L. Calçada
Đã 50 năm kể từ khi khán giả truyền hình Mỹ lần đầu ngồi xem Star Trek và nhân vật nổi tiếng Mr Spock, đến từ hành tinh Vulcan xa xôi.
Tuy nhiên, một thế kỷ trước, nhiều nhà thiên văn học đáng kính đã tin rằng một hành tinh Vulcan có thật tồn tại trong Hệ Mặt trời của chúng ta, và thiên tài Albert Einstein cuối cùng đã chứng minh họ sai!
Đến năm 1859, nhà toán học người Pháp Urbain-Jean-Joseph Le Verrier đã dành phần lớn sự nghiệp của mình để tạo ra một mô hình toán học chính xác của Hệ Mặt Trời.
Tuy nhiên, thế giới trong cùng của Sao Thủy tỏ ra có vấn đề: trong quá trình tiếp cận gần nhất với Mặt trời – điểm cận nhật – hành tinh này chuyển động quanh ngôi sao nhanh hơn một chút so với ảnh hưởng của các hành tinh khác – Sao Kim, Trái đất, v.v. – có thể giải thích được.
Sao Thủy đơn giản là không tuân theo các quy luật hấp dẫn như được định nghĩa bởi Sir Isaac Newton vào năm 1687.
Đối với Le Verrier (hình bên dưới), giải pháp rất rõ ràng: một khối lượng nào đó chưa được phát hiện, quay quanh Mặt trời thậm chí còn gần hơn, đang tạo cho Sao Thủy một lực hấp dẫn đều đặn.
Cá nhân Le Verrier đã đánh cược xem thiên thể vô hình này là một hành tinh đơn lẻ hay một nhóm tiểu hành tinh, nhưng hầu hết mọi người đều chọn hành tinh đầu tiên.
Do gần với sức nóng không thể tưởng tượng được của Mặt trời, thế giới mới nhanh chóng được đặt tên là Vulcan, theo tên của vị thần lửa, núi lửa và lò rèn cổ điển.
Vậy tại sao các nhà thiên văn học – bao gồm Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia Anh – lại chấp nhận lý thuyết của Le Verrier?
Nói một cách đơn giản, vào năm 1864, nhà toán học người Pháp đã chỉ thành công cho nhà thiên văn học người Đức Johann Gottfried Galle về hướng của Sao Hải Vương, sau khi ngoại suy về mặt toán học vị trí của nó từ những bất thường trong quỹ đạo của Sao Thiên Vương.
Thomas Levenson, Giáo sư Viết Khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts, cho biết: “Mọi người đã bị thuyết phục bởi vì, trong bối cảnh khoa học của thời đại họ, logic đằng sau Vulcan là quá sức thuyết phục.
“Thuyết hấp dẫn của Newton hoàn toàn giải thích được hầu hết mọi thứ bạn có thể thấy.
Sau đó, sao Hải Vương xuất hiện, được phát hiện ‘ở đầu ngòi bút của Le Verrier’, hoàn toàn trong thế giới quan của Newton – một minh chứng cực kỳ mạnh mẽ về khả năng của khoa học hiện đại không chỉ mô tả mà còn dự đoán và dự đoán.
Như Levenson giải thích trong cuốn sách Cuộc săn lùng Vulcan: Cách Albert Einstein đã phá hủy một hành tinh và giải mã vũ trụ , các nhà thiên văn bắt đầu tìm kiếm Vulcan với sự phấn khích thực sự.
Nhiều người đã tìm kiếm những gì họ biết sẽ là một vật thể nhỏ bé bên cạnh độ sáng dữ dội của Mặt trời; những người khác nghiền ngẫm cẩn thận các ghi chép lịch sử về những gì có thể được xác định nhầm trước đây.
Sau khi xem xét mọi thứ, người ta chấp nhận rằng Vulcan sẽ khó – nếu không muốn nói là không thể – phát hiện trực tiếp.
Lần ‘nhìn thấy’ Vulcan đáng chú ý đầu tiên đến gần như ngay lập tức; sự di chuyển của một vật thể lạ qua Mặt trời, được quan sát bởi nhà thiên văn nghiệp dư Tiến sĩ Edmond Modeste Lescarbault; điều này tỏ ra đủ chính xác để Le Verrier đưa ra ước tính ban đầu về quỹ đạo của Vulcan.
Những người khác, liên kết tầm nhìn của Lescarbault với những gì họ quyết định là những quan sát được xác định sai trước đó, đã nhanh chóng tính toán quá cảnh tiếp theo của hành tinh.
Vulcan không xuất hiện; điều này thật đáng thất vọng, nhưng không có bằng chứng không có nghĩa là không có bằng chứng.
Những lần nhìn thấy liên tục đến, thường là từ các nguồn có uy tín.
Vào giữa những năm 1860, tạp chí đầu tiên của Vương quốc Anh dành cho các nhà thiên văn nghiệp dư, The Astronomical Register, đã không ngần ngại liệt kê “Vulcan” là hành tinh trong cùng của Hệ Mặt trời.
Và cứ thế nó tiếp tục cho đến năm 1878, và nhiều cuộc quan sát được tiến hành trong một lần nhật thực có thể nhìn thấy từ những vùng rộng lớn ở Bắc Mỹ.
Với hầu hết ánh sáng của Mặt trời bị Mặt trăng chặn lại, đây là cơ hội lý tưởng để tìm kiếm bất kỳ vật thể nào nằm rất gần Mặt trời.
Kỹ thuật quan sát và chất lượng của kính thiên văn cũng đã được cải thiện nhiều.
Tuy nhiên, mô hình vẫn giống nhau; một vài nhà quan sát – một người là nhà thiên văn học chuyên nghiệp, có năng lực, người kia là một người nghiệp dư tài năng – đã nhìn thấy thứ mà họ cho là Vulcan. Không ai khác đã làm.
Levenson nói: “Tôi nghĩ đó là điểm đồng thuận mà tại đó, bất kể điều gì khác đang xảy ra với Sao Thủy – và rõ ràng là có điều gì đó đang xảy ra – mọi người nhận ra rằng Vulcan không phải là lời giải thích,” Levenson nói.
Tuy nhiên, đó sẽ là khoảng thời gian tuyệt vời nhất trong 40 năm – tháng 11 năm 1915 – trước khi Albert Einstein giải thích thành công làm thế nào “tiến động điểm cận nhật” quá mức của Sao Thủy có ý nghĩa hoàn hảo trong lý thuyết về lực hấp dẫn của ông là độ cong của không thời gian do vật chất gây ra.
Với thuyết tương đối rộng, không cần đến Vulcan.
Theo Levenson, đây thực sự là khía cạnh thú vị nhất của câu chuyện về Vulcan; không phải là một số người đã tìm thấy thứ họ đang tìm kiếm bất kể nó có thực sự ở đó hay không, mà là mô hình vũ trụ của Newton đã ăn sâu đến mức thậm chí nhiều quan sát thực nghiệm về Sao Thủy cũng không đủ để buộc phải suy nghĩ lại.
Rằng cần một người cấp tiến như Einstein để xác định lại cách chúng ta nhìn thấy Vũ trụ và thực sự sử dụng tuế sai cận nhật của Sao Thủy làm bằng chứng.
“Một trong những tuyên bố cơ bản của khoa học là nó tự điều chỉnh theo yêu cầu của tự nhiên; bằng chứng về thế giới thực chiến thắng ngay cả ý tưởng đẹp đẽ nhất,” Levenson nói.
“Đó không phải là những gì đã xảy ra trong trường hợp này.
Tiểu sử của Vulcan cung cấp một cái nhìn thoáng qua về việc hiểu thế giới tự nhiên khó như thế nào, và khó khăn như thế nào đối với bất kỳ ai trong chúng ta để quên đi những điều chúng ta nghĩ là như vậy, nhưng không phải vậy.”